الثقوب السوداء

تمت دراسة "نقطة اللا مفر" للثقب الأسود باستخدام أقوى موجات الجاذبية التي سُمعت على الإطلاق

لقد قدّم لنا أقوى دويّ لموجات الجاذبية على الإطلاق نظرة ثاقبة على آفاق الحدث، وهي الحدود التي لا يمكن لأي...

قد تُؤدي هذه الرياح الهائلة الناتجة عن الثقوب السوداء إلى تكوين إعصار من الفئة 79 على الأرض

اكتشف علماء الفلك كوازارًا بعيدًا - أو نواة نشطة لمجرة - يتغذى من ثقب أسود فائق الكتلة يقذف رياحًا بسرعات...

هل ساهم تحلل المادة المظلمة في تكوين أول ثقوب سوداء فائقة الكتلة في الكون؟

تشير الأبحاث الجديدة إلى أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي كانت موجودة قبل أن يبلغ عمر الكون مليار سنة ربما...

تعرف على "الثقوب السوداء المتوسطة الخفيفة"، وهي الثقوب السوداء الأصغر حجمًا والأكثر غموضًا من الثقوب السوداء الهائلة

نُشرت هذه المقالة أصلاً في موقع ذا كونفرسيشن، وساهمت في نشرها ضمن قسم "أصوات الخبراء: مقالات رأي ورؤى" على موقع...

تلسكوب جيمس ويب الفضائي يعيد النظر في صورة هابل الكلاسيكية لأكثر من 2500 مجرة

عاد تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى مكان تصوير إحدى أكثر صور تلسكوب هابل الفضائي شهرة، وهي صورة الحقل العميق للغاية،...

علماء الفلك يتتبعون انفجارًا غامضًا من الأشعة السينية إلى نجم "داي هارد" الذي يرفض الفناء (فيديو)

اكتشف علماء الفلك انفجارًا غامضًا وقويًا من الأشعة السينية، وهو ما يعادل في الكون جون ماكلين من سلسلة أفلام "داي...

هذا هو سرّ الفيزياء النظرية. هل يكمن سرّ الجاذبية الكمومية في هذه الطريقة الجديدة لتكوين الثقوب السوداء؟

ربما تكون الخطوة الأولى نحو الجاذبية الكمية، "الكأس المقدسة في الفيزياء"، مختبئة في وصفة كمية لتكوين ثقوب سوداء. هذا ما...

وكالة ناسا تنسحب من اجتماعات علم الفلك الكبرى – والعلماء يشعرون بالتأثيرات

أنكوريج، ألاسكا - كان هناك شيء مفقود في الاجتماع رقم 246 للجمعية الفلكية الأمريكية هذا العام، وهو المؤتمر الذي يشار...

قوانين الفيزياء لا تزال مكسورة: محاولة تفسير التفرد المركزي للثقوب السوداء لا تزال غير كافية، كما يقول أحد العلماء ربما كانت التقارير التي تحدثت عن زوال التفرد سابقة لأوانها. في وقت سابق من هذا العام، اقترح بحث جديد حلاً محتملاً لأحد أكثر الجوانب إثارة للقلق في الفيزياء الحديثة – وهو أن "التفردات" تبدو موجودة في قلب الثقوب السوداء. نشأت الثقوب السوداء لأول مرة من حلول نظرية الجاذبية العظيمة لألبرت أينشتاين، النسبية العامة، التي نُشرت عام 1916. وهي تمثل النقطة التي تصبح فيها الكتلة كثيفة إلى ما لا نهاية – مركزة لدرجة أن انحناء الزمكان (التوحيد الرباعي الأبعاد للمكان والزمان) الذي تخلقها يصبح لا نهائيًا أيضًا. التفرد المركزي. ومن بينهم روبي هينيغار، الباحث في جامعة دورهام في إنجلترا. قال هينيغار لموقع Space.com في مارس الماضي: "المفردة هي الجزء الأكثر غموضًا وإشكالية في الثقب الأسود. إنها النقطة التي تصبح فيها مفاهيمنا عن المكان والزمان غير منطقية تمامًا". وأضاف: "إذا لم تكن للثقوب السوداء مفردات، فهي أكثر شيوعًا بكثير". الثقوب السوداء لن تجلس مكتوفة الأيدي من أجل إيجاد حلول لمشكلة التفرد في دراسة نُشرت في فبراير، استخدم هينيغار وزملاؤه نظريةً فعّالة عدّلت معادلات أينشتاين للمجال في النسبية العامة، بحيث تتصرف الجاذبية بشكلٍ مختلف عندما يكون الزمكان شديد الانحناء. هذا يستبدل التفرد المركزي بمنطقةٍ ساكنةٍ شديدة الانحناء تقع في قلب الثقب الأسود. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! ولكن لسوء الحظ، فإن هذه الوصفة للجاذبية لا تتفق مع ذوق العديد من العلماء، بما في ذلك عالم الفيزياء النظرية البولندي نيكوديم بوبلافسكي من جامعة نيو هافين، الذي قال لموقع Space.com إن لديه ثلاث مشاكل رئيسية مع نظرية الفريق. قال بوبلاوسكي: "أولًا، يفترض الفريق وجود خمسة أبعاد، بينما تشير التجارب والملاحظات إلى أننا نعيش في زمكان رباعي الأبعاد". وبينما تعتمد العديد من النظريات الأخرى التي قد تُفسر التفردات أيضًا على أبعاد إضافية (نظرية الأوتار تحتاج إلى أحد عشر بُعدًا على الأقل!)، لم يُقدم أي دليل على وجود هذه الأبعاد الإضافية حتى الآن. ثانياً، في نموذج الفريق، يكون الجزء الداخلي من الثقب الأسود ثابتاً، تابع بوبلاوسكي، موضحاً أن معادلات المجال الجاذبي تتنبأ بأن الزمكان داخل الحدود الخارجية للثقب الأسود، أفق الحدث، لا يمكن أن يكون ثابتاً. ثالثًا، يضيف نموذجهم، ارتجاليًا، عددًا لا نهائيًا من المصطلحات إلى معادلات المجال، بهدف استبعاد التفرد، كما أضاف بوبلاوسكي. "هذا يفتقر إلى دافع فيزيائي قوي، وهو مجرد استكشاف رياضي لنظرية الجاذبية ذات الأبعاد الإضافية." تختلف نظرية كسر التفرد عن كثير من المحاولات الأخرى لحل هذه المشكلة، والتي تسلك طريق توحيد النسبية العامة مع فيزياء الكم، وهي أفضل نظرياتنا عن الكون على المستويات دون الذرية، سعيًا لإنتاج نظرية موحدة لـ "الجاذبية الكمومية". مع ذلك، هذا لا يعني أن هذه النظريات أقرب إلى حل لغز التفرد. إحدى النظريات التوحيدية الأكثر تفضيلاً هي نظرية الأوتار، المذكورة أعلاه، والتي تستبدل الجسيمات الشبيهة بالنقاط بأوتار مهتزة. قال بوبلاوسكي: "تكمن مشكلة نظرية الأوتار في أنها تتطلب أبعادًا إضافية، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. كما أن هناك أشكالًا عديدة لنظرية الأوتار، لذا يستحيل دحضها. ومن المشاكل الأخرى أن العديد من أشكال نظرية الأوتار تتطلب وجود جسيمات فائقة التناظر، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. وبالتالي، فإن نظرية الأوتار ليست نظرية فيزيائية". أضاف بوبلاوسكي أن محاولات استبعاد تفردات الثقوب السوداء ضمن إطار الفيزياء الكلاسيكية قد فشلت أو ستفشل أيضًا لأنها رياضية بحتة وتفتقر إلى ما وصفه بـ "الدافع الفيزيائي العميق". بالطبع، هذا لا يعني انعدام قيمة استكشاف الأفكار، كما فعل فريق تحطيم التفرد. قال بوبلاوسكي: "قد يكون لاستكشاف أفكار كهذه قيمة رياضية. أحيانًا يبتكر الفيزيائيون تقنيات رياضية جديدة أو يجدون حلولًا لمعادلات يمكن استخدامها في فروع أخرى من الفيزياء". قصص ذات صلة: فهل يعتقد بوبلاوسكي أن البشرية ستتمكن يومًا ما من اكتشاف ما يكمن داخل الثقب الأسود، وإغلاق صفحة التفردات التي تكسر قواعد الفيزياء نهائيًا؟ نعم، ولكن مع تحذير. وقال بوبلافسكي في إشارة إلى الفرضية التي يعمل عليها منذ عام 2010: "أعتقد أن البشرية ستكتشف ما يكمن في قلب الثقب الأسود فقط إذا خلق كل ثقب أسود كونًا جديدًا، وبالتالي تم خلق كوننا في ثقب أسود". إذا كان كوننا قد نشأ في ثقب أسود، فمن الممكن اختبار تمدده المبكر باستخدام إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وربما في المستقبل باستخدام النيوترينوات أو موجات الجاذبية، والتي قد تستكشف المراحل المبكرة من عمر الكون، كما تابع بوبلاوسكي. "وإلا، لما تمكنا من فهم ما يحدث داخل الثقب الأسود تجريبيًا". قد يكون الوصول إلى حقيقة هذا اللغز صعبًا للغاية، لكن هذا لا يعني عدم المحاولة. استشهد بوبلاوسكي بمثال جانب آخر من الفيزياء انبثق من نظرية النسبية العامة، وتطلّب حله مثابرة كبيرة: تموجات صغيرة في الزمكان تُسمى "موجات الجاذبية". قال بوبلاوسكي: "استغرق رصد موجات الجاذبية على الأرض مئة عام بعد أن تنبأ بها أينشتاين من خلال معادلاته النسبية العامة. لذلك، قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن نكتشف ما يحدث في الثقوب السوداء".

Reports of the singularity's demise may have been premature.Earlier this year, new research suggested a potential solution to one of...

قراءة المزيداقرأ المزيد عن قوانين الفيزياء لا تزال مكسورة: محاولة تفسير التفرد المركزي للثقوب السوداء لا تزال غير كافية، كما يقول أحد العلماء ربما كانت التقارير التي تحدثت عن زوال التفرد سابقة لأوانها. في وقت سابق من هذا العام، اقترح بحث جديد حلاً محتملاً لأحد أكثر الجوانب إثارة للقلق في الفيزياء الحديثة – وهو أن "التفردات" تبدو موجودة في قلب الثقوب السوداء. نشأت الثقوب السوداء لأول مرة من حلول نظرية الجاذبية العظيمة لألبرت أينشتاين، النسبية العامة، التي نُشرت عام 1916. وهي تمثل النقطة التي تصبح فيها الكتلة كثيفة إلى ما لا نهاية – مركزة لدرجة أن انحناء الزمكان (التوحيد الرباعي الأبعاد للمكان والزمان) الذي تخلقها يصبح لا نهائيًا أيضًا. التفرد المركزي. ومن بينهم روبي هينيغار، الباحث في جامعة دورهام في إنجلترا. قال هينيغار لموقع Space.com في مارس الماضي: "المفردة هي الجزء الأكثر غموضًا وإشكالية في الثقب الأسود. إنها النقطة التي تصبح فيها مفاهيمنا عن المكان والزمان غير منطقية تمامًا". وأضاف: "إذا لم تكن للثقوب السوداء مفردات، فهي أكثر شيوعًا بكثير". الثقوب السوداء لن تجلس مكتوفة الأيدي من أجل إيجاد حلول لمشكلة التفرد في دراسة نُشرت في فبراير، استخدم هينيغار وزملاؤه نظريةً فعّالة عدّلت معادلات أينشتاين للمجال في النسبية العامة، بحيث تتصرف الجاذبية بشكلٍ مختلف عندما يكون الزمكان شديد الانحناء. هذا يستبدل التفرد المركزي بمنطقةٍ ساكنةٍ شديدة الانحناء تقع في قلب الثقب الأسود. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! ولكن لسوء الحظ، فإن هذه الوصفة للجاذبية لا تتفق مع ذوق العديد من العلماء، بما في ذلك عالم الفيزياء النظرية البولندي نيكوديم بوبلافسكي من جامعة نيو هافين، الذي قال لموقع Space.com إن لديه ثلاث مشاكل رئيسية مع نظرية الفريق. قال بوبلاوسكي: "أولًا، يفترض الفريق وجود خمسة أبعاد، بينما تشير التجارب والملاحظات إلى أننا نعيش في زمكان رباعي الأبعاد". وبينما تعتمد العديد من النظريات الأخرى التي قد تُفسر التفردات أيضًا على أبعاد إضافية (نظرية الأوتار تحتاج إلى أحد عشر بُعدًا على الأقل!)، لم يُقدم أي دليل على وجود هذه الأبعاد الإضافية حتى الآن. ثانياً، في نموذج الفريق، يكون الجزء الداخلي من الثقب الأسود ثابتاً، تابع بوبلاوسكي، موضحاً أن معادلات المجال الجاذبي تتنبأ بأن الزمكان داخل الحدود الخارجية للثقب الأسود، أفق الحدث، لا يمكن أن يكون ثابتاً. ثالثًا، يضيف نموذجهم، ارتجاليًا، عددًا لا نهائيًا من المصطلحات إلى معادلات المجال، بهدف استبعاد التفرد، كما أضاف بوبلاوسكي. "هذا يفتقر إلى دافع فيزيائي قوي، وهو مجرد استكشاف رياضي لنظرية الجاذبية ذات الأبعاد الإضافية." تختلف نظرية كسر التفرد عن كثير من المحاولات الأخرى لحل هذه المشكلة، والتي تسلك طريق توحيد النسبية العامة مع فيزياء الكم، وهي أفضل نظرياتنا عن الكون على المستويات دون الذرية، سعيًا لإنتاج نظرية موحدة لـ "الجاذبية الكمومية". مع ذلك، هذا لا يعني أن هذه النظريات أقرب إلى حل لغز التفرد. إحدى النظريات التوحيدية الأكثر تفضيلاً هي نظرية الأوتار، المذكورة أعلاه، والتي تستبدل الجسيمات الشبيهة بالنقاط بأوتار مهتزة. قال بوبلاوسكي: "تكمن مشكلة نظرية الأوتار في أنها تتطلب أبعادًا إضافية، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. كما أن هناك أشكالًا عديدة لنظرية الأوتار، لذا يستحيل دحضها. ومن المشاكل الأخرى أن العديد من أشكال نظرية الأوتار تتطلب وجود جسيمات فائقة التناظر، وهو أمر لا يوجد دليل تجريبي عليه. وبالتالي، فإن نظرية الأوتار ليست نظرية فيزيائية". أضاف بوبلاوسكي أن محاولات استبعاد تفردات الثقوب السوداء ضمن إطار الفيزياء الكلاسيكية قد فشلت أو ستفشل أيضًا لأنها رياضية بحتة وتفتقر إلى ما وصفه بـ "الدافع الفيزيائي العميق". بالطبع، هذا لا يعني انعدام قيمة استكشاف الأفكار، كما فعل فريق تحطيم التفرد. قال بوبلاوسكي: "قد يكون لاستكشاف أفكار كهذه قيمة رياضية. أحيانًا يبتكر الفيزيائيون تقنيات رياضية جديدة أو يجدون حلولًا لمعادلات يمكن استخدامها في فروع أخرى من الفيزياء". قصص ذات صلة: فهل يعتقد بوبلاوسكي أن البشرية ستتمكن يومًا ما من اكتشاف ما يكمن داخل الثقب الأسود، وإغلاق صفحة التفردات التي تكسر قواعد الفيزياء نهائيًا؟ نعم، ولكن مع تحذير. وقال بوبلافسكي في إشارة إلى الفرضية التي يعمل عليها منذ عام 2010: "أعتقد أن البشرية ستكتشف ما يكمن في قلب الثقب الأسود فقط إذا خلق كل ثقب أسود كونًا جديدًا، وبالتالي تم خلق كوننا في ثقب أسود". إذا كان كوننا قد نشأ في ثقب أسود، فمن الممكن اختبار تمدده المبكر باستخدام إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وربما في المستقبل باستخدام النيوترينوات أو موجات الجاذبية، والتي قد تستكشف المراحل المبكرة من عمر الكون، كما تابع بوبلاوسكي. "وإلا، لما تمكنا من فهم ما يحدث داخل الثقب الأسود تجريبيًا". قد يكون الوصول إلى حقيقة هذا اللغز صعبًا للغاية، لكن هذا لا يعني عدم المحاولة. استشهد بوبلاوسكي بمثال جانب آخر من الفيزياء انبثق من نظرية النسبية العامة، وتطلّب حله مثابرة كبيرة: تموجات صغيرة في الزمكان تُسمى "موجات الجاذبية". قال بوبلاوسكي: "استغرق رصد موجات الجاذبية على الأرض مئة عام بعد أن تنبأ بها أينشتاين من خلال معادلاته النسبية العامة. لذلك، قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن نكتشف ما يحدث في الثقوب السوداء".

نظرية جديدة قد تجعل "الجاذبية الكمومية" حقيقة واقعة – وتثبت خطأ أينشتاين

قام علماء الفيزياء بتطوير نهج جديد لحل واحدة من أكثر المشاكل إلحاحًا في الفيزياء النظرية: توحيد الجاذبية مع العالم الكمومي....

علماء الفلك غير متأكدين من سبب "الانفجار الغريب" الذي رصدته عين الأشعة السينية لمسبار أينشتاين

يحاول علماء الفلك فهم الانفجار الكوني الغامض الذي رصده مسبار أينشتاين في أبريل/نيسان من العام الماضي. في البداية، عُزِي الانفجار...

ما هو حجم الثقوب السوداء "الضخامية" التي قد يصل إليها العلماء؟ قد يكون لدى العلماء الإجابة

يعتقد العلماء أن في قلب كل المجرات الكبيرة تكمن ثقوب سوداء هائلة الكتلة، وهي جبابرة كونية ذات كتلة تعادل ملايين...

يوم المادة المظلمة السعيد! تعرف على المشتبه بهم المعتادين وغير المعتادين في هذا اللغز الكوني

رغم أن عيد الهالوين سيحتل بلا شك مركز الاهتمام اليوم، إلا أن هناك حدثًا مخيفًا آخر يستحق الاحتفال به. يصادف...

تلسكوب جيمس ويب الفضائي يرصد كوازارات وحيدة هائلة الكتلة تعمل بالطاقة الناتجة عن ثقب أسود في الكون المبكر

باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، تمكن علماء الفلك من النظر إلى الوراء 13 مليار سنة ليكتشفوا كوازارات ضخمة للغاية تعمل...